LED散熱器常用的材料有金屬材料、無機非金屬材料及高分子材料。其中高分子材料包括塑料、橡膠、化學纖維等。而導熱材料有金屬、部分無機非金屬材料。
對于LED散熱器的金屬導熱材料以鋁質為主，銅質、鐵質的不多。因為在常見的金屬中就數鋁和銅的導熱系數比較高，但兩者對比，銅質的價格高于鋁質的價格，且銅質比重大，加工性不如鋁，而鋁質散熱器完全能滿足LED散熱的要求。
導熱性好的無機非金屬材料，其在加工前為粉末狀，需要經過特種工藝加工使其成為陶瓷狀的散熱器，無機非金屬材料導熱系數很高又非常絕緣，但其價格高，如金剛石、氮化硼等，還有些雖然導熱系數高但不絕緣，如石墨、碳釬維等；而且將無機非金屬粉末加工成形狀復雜的陶瓷散熱器是很有難度的，所以陶瓷LED散熱器存在很大的局限性。
高分子材料的本身導熱性很低，如果將導熱性好的金屬粉末或非金屬粉末添加進去，制成導熱塑料或橡膠等，雖然其導熱性會提高很大，但其剛性較差，不適合作為散熱器的材料。
